Telecomunicazioni Bottom-Up

Protocolli ad accesso controllato

Bottom-Up Pagina 39• Il tempo di backoff è basato sul numero di collisioniche si sono verificate • Es. dato che il CSMA è molto costoso dal punto di vistaenergetico per gli IoT si utilizza ALOHA• Protocolli MAC a suddivisione del canale○ Condividono il canale equamente ed efficientemente con carichi elevati○ Inefficienti con carichi non elevati• Protocolli MAC ad accesso casuale○ Efficienti con carichi non elevati: un singolo nodo può utilizzare interamente il canale○ Carichi elevati: eccesso di collisioni• Protocolli ad accesso controllato: Prendono il meglio dei due protocolli precedenti

Bottom-Up Pagina 40Protocolli ad accesso controllatolunedì 21 novembre 2022 15:00• Un nodo principale sonda “a turno” gli altri.• In particolare:○ elimina le collisioni○ elimina gli slot vuoti○ ritardo di polling○ se il nodo principale (master) si guasta, l’intero canale resta inattivo.• Un messaggio

di controllo circola fra i nodi seguendo un ordine prefissato

• Messaggio di controllo (token)
• In particolare
  • Decentralizzato
  • altamente efficiente
  • il guasto di un nodo può mettere fuori uso l'intero canale
• Il flag delle frame può essere il token
• Free token = 01111110
• Busy token = 01111111

Ring latency: numero di bit che possono essere trasmessi simultaneamente sul ring

Il Free token è trasmesso immediatamente dopo l'ultimo bit di una frame

Il Free token è inserito dopo che l'ultimo bit del busy token è ritornato al nodo origine

Il tempo di trasmissione uguale almeno alla ring latency

Se la frame è maggiore della ring latency, è equivalente al multi-token operation

Il Free token è inserito dopo che il nodo emittente ha ricevuto l'ultimo bit della sua frame

È equivalente ad aggiungere alla frame un trailer uguale alla ring latency

Definizioni:

• Tempo richiesto ad un bit per circolare nel ring -> tempo di propagazione di bit che circola nel ring (è tutto il tempo di ring)
• T= L/C tempo di trasmissione di una frame

Multi-token operation:

• Assumiamo che la rete è caricata al massimo, tutti gli M nodi trasmettono una frame dopo aver ricevuto il token
• Equivale ad un protocollo di tipo polling con un tempo di servizio limitato a X
• Si ignora l'overhead del token

Single-token operation:

• Il tempo di trasmissione di una frame è uguale

Single-frame operation:

• Il tempo di trasmissione di una frame è uguale a t + al massimo tra T e Bottom-Up Pagina 41

Cosa si può fare con un canale condiviso?

• Suddivisione del canale per: tempo, frequenza, codice: TDM, FDM
• Accesso casuale:
  • ALOHA, S-ALOHA, CSMA, CSMA/CD
  • Rilevamento della portante: facile in alcune tecnologie (cablate), difficile in altre (wireless)
  • CSMA/CD usato in Ethernet
  • CSMA/CA

usato in 802.11

• Ad accesso controllato:
• Polling con un nodo principale; a passaggio di token
• Bluetooth, FDDI, IBM Token Ring

Si considerino tre 3 nodi (stazioni) che comunicano utilizzando il protocollo ALOHA; si supponga che il tempo di propagazione sul mezzo sia nullo.

Le caratteristiche del sistema sono:

• velocità di trasmissione: 2.5 Mbit/s
• lunghezza dei frame: 30 Kbit.
• La stazione A inizia a trasmettere all'istante t = 410 msec;
• La stazione B inizia a trasmettere all'istante t = 418 msec;
• La stazione C inizia a trasmettere all'istante t = 454 msec;

Si supponga che, dopo un'eventuale collisione le stazioni decidono di ritrasmettere X millisecondi dopo la fine della trasmissione del frame corrotto; X viene deciso secondo il seguente metodo: si attende un tempo pari alla somma delle cifre che compongono l'istante di inizio trasmissione moltiplicato per il numero di collisioni consecutive del frame + T (ad esempio,

Il bus originale è stata sostituita dalla topologia a stella alla metà degli anni 90.

Al centro della stella è collocato un elemento denominato hub o switch che esegue le funzioni di commutazione delle frame sui rami della stella.

Ciascun nodo esegue un protocollo Ethernet separato e non entra in collisione con gli altri.

Utilizzando nel protocollo CSMA/CD.

Parametro principale di sistema: Slot Time

• limite superiore per rivelare una collisione (2t)
• limite superiore per acquisire il canale in trasmissione
• limite superiore per la lunghezza di una frame in caso di collisione
• quanto per il calcolo del tempo di ritrasmissione in caso di collisione
• max{round-trip propagation, MAC jam time}

Parametri originali

• Transmission Rate: 10 Mbit/s
• Lunghezza minima di una frame: 512 bit = 64 byte

Dipende da L/R >= 2t => L >= 2t R dove L/R è il tempo di trasmissione della frameprop prop

Affinché non ci siano

collisioni la dimensione della frame deve ricoprire tutta la durata dell'intervallo di vulnerabilità

• affinché la collision detection funzioni l'unità informativa deve essere di almeno 64 byte

Slot time: 512 bit/10 Mbit/s = 51.2 µsec

• 51.2 µsec x 2 x 105 km/sec = 10.24 km (round trip delay)
• 5.12 km estensione massima della rete

Lunghezza massima della rete: 2500 meters + 4 repeater (5 tratte di 500 metri ciascuna)

Regola: ogni incremento di 10 volte del bit rate, determina la diminuzione di 10 volte della lunghezza massima della rete

La scheda di rete trasmittente incapsula i pacchetti IP in una frame Ethernet

• Preambolo (7 byte)
• Ogni byte ha la configurazione 10101010 (onda quadra)
• Serve per "attivare" le schede di rete dei riceventi e a sincronizzare i loro clock con quello del trasmittente